動力電池系統電性能試驗的案例
新能源汽車動力電池系統電性能試驗研究
動力電池系統作為新能源汽車核心三電部件之一，其電性能將直接影響整車的動力性與續駛里程指標。因此，試驗驗證動力電池系統的電性能在新能源汽車的設計開發過程中顯得尤為重要。
本文以某公司純電動廂式輕卡用動力電池系統為研究對象，以國家標準31467.2為依據，分別從容量和能量、功率和內阻以及能量效率等5個維度試驗研究其電性能并最終給出試驗結論，以評估該動力電池系統的電性能。
1 動力電池系統電性能試驗方法
1.1 試驗對象
動力電池系統作為新能源汽車的儲能系統，是車輛重要的能量來源。測試用動力電池系統結構模型如下圖1所示，其技術參數如下表1所示。
該動力電池系統包括兩個蓄電池包（每個蓄電池包由1P6S和1P7S兩種規格的蓄電池模塊串聯而成）、一個高壓盒（內含電池管理系統（BMS）、高壓和絕緣檢測模塊以及保險絲和繼電器等部件）和若干動力線束、通訊線束等，通過CAN網絡與整車進行通訊。
1.2 試驗原理
動力電池系統電性能試驗原理如下圖2所示。BMS通過CAN總線與動力電池綜合性能測試系統建立通訊，并將動力電池系統的電壓、電流和溫度等信息上報。上位機PC對測試系統的輸出電壓、電流及BMS上報信息進行同步儲存，并將動力電池系統的單體電壓和溫度等信息作為工況截止條件，實現準確判定并自動進行工步跳轉。將動力電池系統布置在步入式高低溫交變濕熱試驗箱中，可測試其在不同環境溫度下的電性能。
1.3 試驗項目
目前有關動力電池系統電性能測試的主要依據是GB/T31467.1-2015《電動汽車用鋰離子動力蓄電池包和系統第1部分：高功率應用測試規程》和GB/T31467.2-2015《電動汽車用鋰離子動力蓄電池包和系統第2部分高能量：應用測試規程》這兩個國家標準。
展開 動力電池熱管理系統性能試驗方法
本標準規定了動力電池熱管理系統性能的試驗方法。
本標準適用于乘用車用動力電池熱管理系統，商用車用動力電池熱管理系統可以參考。
2 規范性引用文件
下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。
GB/T 2900.41-2008 電工術語 原電池和蓄電池
GB/T 19596-2017 電動汽車術語（ISO8713:2002,NEQ）
GB/T 31467.2電動汽車用鋰離子動力蓄電池包和系統 第2部分：高能量應用測試規程
QC/T 468-2010 汽車散熱器
GB/T 18386-2017 電動汽車 能量消耗率和續駛里程試驗方法
GB 18352.6-2016 輕型汽車污染物排放限制及測量方法（中國第六階段）
3 術語和定義
GB/T 2900.41-2008、GB/T 19596-2017中界定的以及下列術語和定義適用于本文件。
3.1 動力電池熱管理系統 battery thermal managementsystem
綜合運用各種技術手段，具備動力電池冷卻、加熱、保溫和均溫等功能，保證動力電池在不同環境下正常工作的系統。同時，該系統可以在動力電池發生熱失控時提供報警信號，具備安全防護功能。通常，動力電池熱管理系統包括主動式熱管理系統和被動式熱管理系統兩種。
3.2 被動式熱管理系統 passive thermal management systems
基于熱傳導、熱輻射、熱對流等熱量傳輸原理，只依靠冷卻或加熱流體因為溫度因素緩慢流動自然完成熱量輸入輸出交換的熱管理系統。該類系統通常適用于單體產熱量小于5W的電池。
展開 動力電池熱管理系統性能試驗方法
1 范圍
本標準規定了動力電池熱管理系統性能的試驗方法。
本標準適用于乘用車用動力電池熱管理系統，商用車用動力電池熱管理系統可以參考。
2 規范性引用文件
下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。
GB/T 2900.41-2008 電工術語 原電池和蓄電池
GB/T 19596-2017 電動汽車術語（ISO 8713:2002,NEQ）
GB/T 31467.2電動汽車用鋰離子動力蓄電池包和系統 第2部分：高能量應用測試規程
QC/T 468-2010 汽車散熱器
GB/T 18386-2017 電動汽車 能量消耗率和續駛里程試驗方法
GB 18352.6-2016 輕型汽車污染物排放限制及測量方法（中國第六階段）
3 術語和定義
GB/T 2900.41-2008、GB/T 19596-2017中界定的以及下列術語和定義適用于本文件。
3.1 動力電池熱管理系統 battery thermal management system
綜合運用各種技術手段，具備動力電池冷卻、加熱、保溫和均溫等功能，保證動力電池在不同環境下正常工作的系統。同時，該系統可以在動力電池發生熱失控時提供報警信號，具備安全防護功能。通常，動力電池熱管理系統包括主動式熱管理系統和被動式熱管理系統兩種。
3.2 被動式熱管理系統 passive thermal management systems
基于熱傳導、熱輻射、熱對流等熱量傳輸原理，只依靠冷卻或加熱流體因為溫度因素緩慢流動自然完成熱量輸入輸出交換的熱管理系統。該類系統通常適用于單體產熱量小于5W的電池。
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主要內容：動力電池系統電性能試驗方法、動力電池系統電性能試驗、動力電池系統電性能試驗結果...
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電動汽車續航焦慮的應對之道，從動力電池電性能測試做起
逆變器和電動機/發電機的功率電平都在60 kW到180 kW。大多數組件都是雙向的，允許電力從電池流向逆變器，進而轉動電動機，驅動汽車行駛（牽引驅動）。而在減速時，汽車的電動機又變為發電機，通過逆變器將電力返回，并為電池組充電（再生制動）。這種動力傳動系統的每一步都需要進行全面測試，以確保HEV/EV發揮最大能效。在中度混動（MH）汽車中，電動機/發電機、逆變器和電池都是雙向的。其體積不大，不足以獨立驅動車輛行駛（如HEV或EV）。然而，它們能夠在汽車加速時為發動機補充能量，并在減速時給電池充電。中度混動汽車的電壓水平通常為48 V，這使HEV的總線結構可以保持在60 V的安全額定值以下。在相同的額定電流下，它可以提供四倍于12 V總線的潛在功率。針對動力傳動系統的每個元器件和每個步驟都需要進行全面測試，以便最大程度地確保轉換過程的能效。 找到適合自己的測試解決方案為了應對電動汽車及動力電池等新興設計和測試問題，致力于為通信和電子行業提供電子設計和測試解決方案的是德科技創建并引入了創新的測試方法，針對電池模塊和電池包的電芯特性和功率效率進行測試，幫助開發和制造人員加速動力電池測試流程，確保功率器件級別的能源效率，同時解決安全性、測試時間和成本問題。
電芯和電池必須全面測試電動交通對電芯和電池提出了更高的需求，如提升性能、提高續航里程、降低成本，要求電芯和電池必須具有高品質，并能滿足功率和能量密度、安全性、耐用性等要求；而廠商要想在市場上立足，成本也必須優化。出于這些原因，工程師必須對其全面測試，以確保設計和生產成功達標。
EV的性能取決于電芯、電池和電池包的協同工作眾所周知，EV的性能取決于電芯、電池和電池包的協同工作，以提供更好的功率和續航里程。因此，只有采用高效解決方案和最精確的儲能器件測試方法才能提供可再現的測量結果。
展開 第十九講：電池系統建模預測動力典型性能及壽命 | 達索系統百世慧
電池作為電動汽車的重要部件，對電動汽車的動力性、安全性和經濟性等至關重要，電池系統的合理設計對于提高電池使用壽命，保證續航里程有決定性作用。基于模型的電池系統開發，針對電池的電性能、熱性能和老化特性進行耦合分析，并結合電池的多樣化使用場景，保證電池性能輸出及電池壽命達到質保里程的要求。
會議時間：
2022.7.28 14:00-15.00
講師介紹：
主講人：錢劍杰，達索系統CATIA系統工程高級顧問，2012年畢業于浙江大學，碩士。豐富的系統工程及系統仿真業務咨詢經驗，業務領域包括航空航天、汽車、高科技、新能源等行業。
報名鏈接：
（注：掃碼報名）
產品咨詢：
Simulia網站：https://vsystemes.com/
展開 直播 I 電池系統建模預測動力典型性能及壽命
eid=684&f=jishulin
直播內容
電池作為電動汽車的重要部件，對電動汽車的動力性、安全性和經濟性等至關重要，電池系統的合理設計對于提高電池使用壽命，保證續航里程有決定性作用。
基于模型的電池系統開發，針對電池的電性能、熱性能和老化特性進行耦合分析，并結合電池的多樣化使用場景，保證電池性能輸出及電池壽命達到質保里程的要求。
直播時間
2022年7月28日 14:00-15:00
講師介紹
錢劍杰
達索系統CATIA系統
工程高級顧問
報名方式
點擊鏈接 報名直播
https://3ds.tbh5.com/dianchi/EventDetail.aspx?eid=684&f=jishulin
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https://3ds.tbh5.com/SIMULIA/index.aspx?f=jishulin
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展開 熱仿真分享 | 動力電池PACK熱管理系統性能研究-STARCCM+
4.2、實驗方法
本次實驗在天津中國汽車技術研究中心進行，主要是對
所研發的基于液體的電動汽車動力電池熱管理系統冷卻和加熱性能進行測試，為系統優化和驗證模擬精度奠定基礎，公眾號-新能源電池熱管理。
系統流阻測試通過檢測系統進出水口壓力獲得，冷板表面溫度通過在冷板表面粘貼熱電偶得到；在系統冷卻性能測試中電池溫度通過集成在電源系統內的溫度采集點上傳至BMS獲得。具體實驗方法見表2。
4.3、實驗設備及測點布置
為了解系統性能，便于對系統進行更好匹配和優化，需要對系統不同部位的溫度檢測。具體的測點布置情況如圖8所示，實驗設備如圖9所示。
4.4、實驗結果及分析
通過對系統實驗數據處理，分析電池包溫度特性，從而評價系統性能。
4.4.1、基于液體熱管理系統流阻實驗驗證
通過實驗測得系統流阻為48kPa，相比模擬的51kPa，誤差在6%，在允許范圍內。模擬精度可以滿足設計。
4.4.2、快充冷卻性能實驗驗證
將含有液體熱管理的電源系統置于步入式高低溫箱進行實驗，調節高低溫箱溫度為40℃，相對濕度50%。當電池溫度達到35℃后，通過充放電設備對電源系統以1.5C進行充電，同時開啟液體熱管理系統，對電池進行冷卻，當SOC達到80%以后，充電倍率跳轉至0.3C至電池充滿。實驗結果如圖10所示。隨著充電進行，電池溫度先升高后降低，最高溫度為42℃，充電結束電池最高溫度為36℃，最低溫度為29℃，溫差7℃。相比模擬結果，最高溫度模擬精度為5.6%，充電結束溫度模擬精度為14%，溫差精度在12.5%，基本可以指導熱管理設計。
展開 熱仿真分享 | 動力電池PACK熱管理系統性能研究-STARCCM+
4.2、實驗方法
本次實驗在天津中國汽車技術研究中心進行，主要是對
所研發的基于液體的電動汽車動力電池熱管理系統冷卻和加熱性能進行測試，為系統優化和驗證模擬精度奠定基礎，公眾號-新能源電池熱管理。
系統流阻測試通過檢測系統進出水口壓力獲得，冷板表面溫度通過在冷板表面粘貼熱電偶得到；在系統冷卻性能測試中電池溫度通過集成在電源系統內的溫度采集點上傳至BMS獲得。具體實驗方法見表2。
4.3、實驗設備及測點布置
為了解系統性能，便于對系統進行更好匹配和優化，需要對系統不同部位的溫度檢測。具體的測點布置情況如圖8所示，實驗設備如圖9所示。
4.4、實驗結果及分析
通過對系統實驗數據處理，分析電池包溫度特性，從而評價系統性能。
4.4.1、基于液體熱管理系統流阻實驗驗證
通過實驗測得系統流阻為48kPa，相比模擬的51kPa，誤差在6%，在允許范圍內。模擬精度可以滿足設計。
4.4.2、快充冷卻性能實驗驗證
將含有液體熱管理的電源系統置于步入式高低溫箱進行實驗，調節高低溫箱溫度為40℃，相對濕度50%。當電池溫度達到35℃后，通過充放電設備對電源系統以1.5C進行充電，同時開啟液體熱管理系統，對電池進行冷卻，當SOC達到80%以后，充電倍率跳轉至0.3C至電池充滿。實驗結果如圖10所示。隨著充電進行，電池溫度先升高后降低，最高溫度為42℃，充電結束電池最高溫度為36℃，最低溫度為29℃，溫差7℃。相比模擬結果，最高溫度模擬精度為5.6%，充電結束溫度模擬精度為14%，溫差精度在12.5%，基本可以指導熱管理設計。
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